一種靜密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種靜密封結(jié)構(gòu)，所述靜密封結(jié)構(gòu)整體為環(huán)形，截面為梯形，梯形的上底設(shè)置有凸起和凹陷。其能夠?qū)崿F(xiàn)金屬殼體與視窗之間的密封，并且在高溫高壓下具有良好的密封效果。
【專利說明】
一種靜密封結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及用于石油石化行業(yè)的密封結(jié)構(gòu)，特別涉及一種靜密封結(jié)構(gòu)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在油氣田開發(fā)物理模擬實驗中，研究人員需要透過實驗中使用的金屬殼體的藍寶石視窗，觀察金屬殼體內(nèi)流體的變化情況，為油氣藏開發(fā)提供理論依據(jù)。因此需要在透明視窗與金屬殼體之間進行密封，確保不發(fā)生流體泄露。
[0003]根據(jù)其工作原理，靜密封可分為法蘭連接墊片密封、自緊密封、研合面密封、0形環(huán)密封、膠圈密封、填料密封、螺紋連接墊片密封、螺紋連接密封、承插連接密封、密封膠密封等。
[0004]法蘭連接墊片密封是指在兩連接件(如法蘭)的密封面之間墊上不同型式的密封墊片，如金屬墊片、非金屬墊片或非金屬與金屬的復合墊片，然后通過螺紋或螺栓擰緊，擰緊力使墊片產(chǎn)生彈性和塑性變形，填塞密封面的不平處，達到密封目的。
[0005]法蘭連接墊片密封廣泛用于各種工藝管道、閥門、設(shè)備、機器、栗的法蘭連接處，以及設(shè)備上的人孔、手孔、視鏡、大蓋法蘭連接處等。
[0006]《影響法蘭密封的因素及墊片的選用》(黎力軍，《石油化工設(shè)備技術(shù)》，1997年第6 期)中提到密封壓力和溫度與連接件的型式及墊片的形狀、材料有關(guān)。墊片按其形狀可分為圓環(huán)形、扁圓形、矩形和橢圓形等等;墊片根據(jù)密封介質(zhì)的種類、壓力和溫度等使用條件及密封結(jié)構(gòu)設(shè)計等形成各種各樣的墊片。常用墊片的截面形狀主要有矩形、梯形、八角形、橢圓形、波形、齒形、圓形、透鏡形等。通常，法蘭連接墊片密封可適用的溫度范圍為-70-600 °C，壓力大于1.333kPa(絕對壓強)或者小于或等于35MPa。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有典型墊片密封結(jié)構(gòu)一般密封溫度較高時，密封壓力有限，不能滿足實際需求?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0008]本實用新型的目的是提供一種具有梯形截面的靜密封結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)崿F(xiàn)金屬殼體與視窗之間的密封，并且在高溫高壓(壓力高于150MPa，溫度高于100攝氏度)下具有良好的密封效果。
[0009]本實用新型采用以下解決方案:
[0010]—種靜密封結(jié)構(gòu)，所述靜密封結(jié)構(gòu)整體為環(huán)形，截面為梯形，所述梯形的上底設(shè)置有凸起和凹陷。[〇〇11]優(yōu)選地，所述截面為直角梯形。
[0012]優(yōu)選地，所述靜密封結(jié)構(gòu)由聚醚醚酮制成。
[0013]優(yōu)選地，所述靜密封結(jié)構(gòu)用于金屬殼體與視窗之間的密封。
[0014]優(yōu)選地，所述金屬殼體設(shè)置有與所述截面相配合的梯形凹槽。
[0015]優(yōu)選地，所述金屬殼體由碳鋼或者哈氏合金制成，所述視窗由藍寶石制成。
[0016]本實用新型的靜密封結(jié)構(gòu)用于金屬殼體與視窗之間的密封，其具有梯形截面，能夠通過三個面壓緊金屬殼體，第四個面壓緊視窗，從而實現(xiàn)四個面的密封。梯形截面的上底設(shè)置有凸起和凹陷，進一步提高了靜密封結(jié)構(gòu)與金屬殼體之間的密封效果。本實用新型的靜密封結(jié)構(gòu)有效增大了與金屬殼體和視窗的接觸面積。此外，在溫度升高時，靜密封結(jié)構(gòu)在金屬殼體的凹槽內(nèi)膨脹，使得靜密封結(jié)構(gòu)在沿軸向承受壓力的同時，周向在金屬殼體的凹槽內(nèi)漲緊，進一步提高密封性?！靖綀D說明】
[0017]通過結(jié)合附圖對示例性實施例進行更詳細的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在示例性實施例中，相同的參考標號通常代表相同部件。
[0018]圖1示出了根據(jù)示例性實施例的靜密封結(jié)構(gòu)的安裝剖視圖；
[0019]圖2示出了圖1的局部放大圖。
[0020]主要附圖標記說明:[0021 ]1.殼體;2.密封圈；3.透明視窗;4.視窗擋圈；5.密封腔室?！揪唧w實施方式】
[0022]下面將參照附圖更詳細地描述本實用新型的優(yōu)選實施例。雖然附圖中顯示了本實用新型的優(yōu)選實施例，然而應該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本實用新型而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了使本實用新型更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈緦嵱眯滦偷姆秶暾貍鬟_給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0023]根據(jù)示例性實施例的靜密封結(jié)構(gòu)整體為環(huán)形，截面為梯形，梯形的上底(即較短的一條底邊)設(shè)置有凸起和凹陷。其可用于油氣田開發(fā)物理模擬實驗中使用的金屬殼體與視窗之間的密封，能夠通過三個面壓緊金屬殼體，第四個面壓緊視窗，從而實現(xiàn)四個面的密封，密封性優(yōu)異。截面梯形的上底設(shè)置有凸起和凹陷，增大了靜密封結(jié)構(gòu)與金屬殼體之間的摩擦力，進一步提高了密封效果。這種靜密封結(jié)構(gòu)在溫度達到150攝氏度時，最大承受壓力可達 150MPa。
[0024]作為優(yōu)選方案，所述截面為直角梯形。[〇〇25] 作為優(yōu)選方案，所述靜密封結(jié)構(gòu)由聚醚醚酮(PEEK)制成。聚醚醚酮(PEEK)是分子主鏈中含有鏈節(jié)的線性芳香族高分子化合物。其構(gòu)成單位為氧-對亞苯基-氧-羰-對亞苯基，是半結(jié)晶性、熱塑性塑料。聚醚醚酮的優(yōu)點是化學穩(wěn)定性能好、耐高溫、耐磨、摩擦系數(shù)極低、自潤滑性好、耐化學品腐蝕、阻燃，尤其是耐油水氣等各種介質(zhì)腐蝕，非常適合油氣開發(fā)領(lǐng)域。具體來說，PPEK材料具有如下特性:[〇〇26]1:機械特性:PEEK是韌性和剛性兼?zhèn)洳⑷〉闷胶獾乃芰?。特別是它對交變應力的優(yōu)良耐疲勞是所有塑料中最出眾的，可與合金材料媲美。[〇〇27]2:自潤滑性:PEEK在所有塑料中具有出眾的滑動特性，適合于嚴格要求低摩擦系數(shù)和耐摩耗用途使用。特別是碳纖、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自潤滑性能更佳。 [〇〇28]3:耐化學藥品性(耐腐蝕性):PEEK具有優(yōu)異的耐化學藥品性，在通常的化學藥品中，能溶解或者破壞它的只有濃硫酸，它的耐腐蝕性與鎳鋼相近。
[0029]4:阻燃性:PEEK是非常穩(wěn)定的聚合物，1.45mm厚的樣品，不加任何阻燃劑就可達到最尚阻燃標準。
[0030]5:耐剝離性:PEEK的耐剝離性很好，并可在苛刻條件下使用。[〇〇31]6:耐疲勞性:PEEK在所有樹脂中具有最好的耐疲勞性。[〇〇32]7:耐輻照性:耐高輻照的能力很強，超過了通用樹脂中耐輻照性最好的聚苯乙烯?？梢宰鞒蒚福照劑量達llOOMrad時仍能保持良好的絕緣能力的高性能。
[0033]8:耐水解性:PEEK及其復合材料不受水和高壓水蒸氣的化學影響，用這種材料作成的制品在高溫高壓水中連續(xù)使用仍可保持優(yōu)異特性。
[0034]作為優(yōu)選方案，所述靜密封結(jié)構(gòu)用于金屬殼體與視窗之間的密封，特別是油氣田開發(fā)物理模擬實驗中使用的金屬殼體與視窗之間的密封。金屬殼體設(shè)置有與梯形截面相配合的梯形凹槽，使用時，靜密封結(jié)構(gòu)置于凹槽內(nèi)，與凹槽緊密配合，與凹槽有三個接觸面。靜密封結(jié)構(gòu)的第四個面與視窗平面接觸。在使用中，可通過螺栓對視窗和靜密封結(jié)構(gòu)進行預緊，預緊壓力可使得視窗與靜密封結(jié)構(gòu)緊密貼合。在溫度升高時，由于熱脹冷縮效應，靜密封結(jié)構(gòu)遇熱膨脹，密封效果更佳。
[0035]作為優(yōu)選方案，金屬殼體由碳鋼或哈氏合金制成。哈氏合金是鎳基耐腐蝕合金，主要分成鎳-鉻合金與鎳鉻鉬合金兩大類。哈氏合金具有如下兩個重要特性:1)在氧化和還原兩氛圍狀態(tài)中，對大多數(shù)腐蝕介質(zhì)具有優(yōu)異的耐腐蝕性能;2)有出色的耐點蝕、縫隙腐蝕和應力開裂腐蝕性能。
[0036]作為優(yōu)選方案，視窗由硬質(zhì)材料制成，一般為藍寶石，特別是人造藍寶石。
[0037]以下參考圖1和圖2詳細描述根據(jù)示例性實施例的靜密封結(jié)構(gòu)。根據(jù)示例性實施例的靜密封結(jié)構(gòu)2用于油氣田開發(fā)物理模擬實驗中使用的金屬殼體1與透明視窗3之間的密封，該靜密封結(jié)構(gòu)2整體為環(huán)形，截面為直角梯形，梯形的上底設(shè)置有凸起和凹陷。金屬殼體 1設(shè)置有與靜密封結(jié)構(gòu)2相配合的直角梯形凹槽。
[0038]使用時，靜密封結(jié)構(gòu)2置于金屬殼體1的凹槽內(nèi)，靜密封結(jié)構(gòu)2的三個面與金屬殼體 1接觸，實現(xiàn)三個面的密封，靜密封結(jié)構(gòu)2的第四個面與透明視窗3平面接觸，實現(xiàn)第四個面的密封。靜密封結(jié)構(gòu)2放入金屬殼體1的凹槽內(nèi)時，透明視窗3在視窗擋圈4 (可由碳鋼或者哈氏合金制成)的作用力下與靜密封結(jié)構(gòu)2壓緊，視窗擋圈4可由螺栓壓緊，從而進一步壓緊透明視窗3與靜密封結(jié)構(gòu)2。根據(jù);^例性實施例的靜密封結(jié)構(gòu)解決了視窗與金屬殼體之間的密封問題，防止金屬殼體1的密封腔室5內(nèi)的液體泄漏。在150攝氏度的條件下，密封壓力可達 150MPa〇
[0039]上述技術(shù)方案只是本實用新型的一種實施例，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本實用新型公開的原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于上述具體實施例所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
【主權(quán)項】
1.一種靜密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述靜密封結(jié)構(gòu)整體為環(huán)形，截面為梯形，所述梯形 的上底設(shè)置有凸起和凹陷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述截面為直角梯形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述靜密封結(jié)構(gòu)由聚醚醚酮制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述靜密封結(jié)構(gòu)用于金屬殼體與視 窗之間的密封。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬殼體設(shè)置有與所述截面相 配合的梯形凹槽。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬殼體由碳鋼或者哈氏合金 制成，所述視窗由藍寶石制成。
【文檔編號】F16J15/10GK205578728SQ201620240346
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】張棟, 呂成遠, 倫增珉, 王銳, 趙淑霞, 崔茂蕾, 王欣
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院